k21
.pdf
11
По результатам измерения тока насыщения вычислить по формуле (5) поток излучения, падающий на фотокатод, и записать результаты в табл. 5. Спектральная чувствительность фотоэлемента на λ= 407 нм равна S(λ) = 450 мкА / Вт.
Вычислить по формуле n = I0/e количество электронов, испускаемых за единицу времени с фотокатода. Модуль заряда электрона e = 1,6 10–19 Кл. Результат записать в табл. 5.
Таблица 5. Результаты измерения тока насыщения и потока излучения.
Максимальный поток |
Минимальный поток |
I0 = |
I0 = |
Ф = |
Ф = |
n = |
n = |
|
По результатам измерений задания 3 построить зависимость I от U для обратного на- |
||
|
|
|
пряжения. |
|
|
|
|
UЗАП |
|
|
По данным табл. 4 построить зави- |
|
|
симость модуля запирающего напряжения |
|
|
|
|
от частоты UЗАП (ν). Для этого нанести на |
|
|
|
график экспериментальные точки и про- |
|
|
|
вести через них наилучшую «на глаз» пря- |
|
UЗАП |
мую (см. рис. 10). Для λ= 407 нм вычис- |
|
|
|
|
лить и использовать для графика среднее |
|
|
|
значение запирающего напряжения из двух |
|
|
|
измерений (при максимальном и мини- |
|
|
|
мальном потоке). |
|
Δν |
Сделать вывод, подтверждают ли |
|
|
|
|
результаты данной работы второй закон |
|
|
|
фотоэффекта? |
|
ν |
Для определения постоянной План- |
|
|
|
|
ка h использовать формулу (4) и график |
|
Рис. 10 |
UЗАП (ν). Из формулы (4) получим выраже- |
|
|
|
|
ние для приращений напряжения и частоты |
|
|
|
UЗАП = (h/e) Δν. |
Отсюда следует формула для расчета постоянной Планка |
|||
|
h = e UЗАП/Δν. |
(6) |
|
На графике UЗАП (ν) построить треугольник, как поясняет рис. 10, и определить из него значения приращений UЗАП и Δν. Вычислить по формуле (6) постоянную Планка.
Сравнить полученный результат с табличным значением h=6,6262 10-34 Дж с. Из сравнения с табличным значением вычислить относительную погрешность измерения в %.
8. Вычислить по формуле (2) энергию фотона зеленого света в Дж и эВ. Результаты представить в таблице 6.
|
Таблица 6. Результаты измерений. |
|
Постоянная Планка |
|
h = …….. |
Относительная погрешность |
|
ε =……% |
Энергия фотона, λ = 546 нм |
|
E = ……….Дж =………эВ |
|
Контрольные вопросы |
|
1.Почему необходимо затратить энергию для вырывания электрона из металла? Что такое работа выхода электрона?
2.Что такое ток насыщения и как он связан с числом испущенных электронов?
3.Объяснить метод запирающего напряжения.
4.Сформулировать законы фотоэффекта и основные положения фотонной теории света.
12
5.Пояснить формулу Эйнштейна для фотоэффекта.
6.В чем состоят противоречия между классической теорией света и законами фотоэффекта?
7.Объяснить методику измерения постоянной Планка.
Список литературы
1.Мартинсон Л.К., Смирнов Е.В. Квантовая физика. – М.: Изд-во МГТУ, 2004. – 496 с.
2.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2001.
– 272 с.
3. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. – М.: Наука. 1987. – Т. 3. – 320 с.